新城金矿顶底柱开采稳定性研究

根据新城金矿顶底柱开采的技术条件,应用极限分析法导出了人工假顶最大变形量和水平临界载荷计算式,并据此对新城金矿顶底柱开采稳定性进行了监测。试验研究期间,运用YZY型应变式刚性钻孔应力传感器、收敛计分别对回采过程中岩体内应力变化、进路的收缩变形进行实测,为类似条件下矿柱开采的稳定性监测探索出一种行之有效的方法。     

基于CMS探测技术的房柱采矿法采空区精细化探测及稳定性评价

房柱采矿法矿柱回收因安全风险大、回采成本高等特点,成为采矿界的技术难题之一。以南温河钨矿为工程背景,提出采用人工混凝土假柱置换法回采高品位矿柱。采用CMS采空区探测技术和Flac~(3D)数值模拟软件对采空区及矿柱稳定性进行评价。研究表明:人工混凝土假柱能够满足试验采场矿柱回采的安全要求,为今后南温河钨矿矿柱实现安全、高效和低成本回采提供了科学依据,也为今后类似矿山矿柱回采提供借鉴。     

高压注浆松散覆岩充填体下顶底柱回采稳定性研究

针对松散覆岩充填体的复杂情况下顶底柱回采的稳定性问题,以河北石湖金矿350 m中段3047采场顶底柱回采为依托工程,提出了利用高压注浆的方式形成人工假顶,并借助有限元分析软件COMSOL Mutiphysics,根据回采方式、采场跨度和不同厚度底柱对注浆松散覆岩胶结体假顶稳定性进行分析。结果表明:当不注浆预留1 m顶柱和注浆胶结厚度为10 m时,矿房周边位移量均较小,应变值趋于稳定,说明该方案在回采过程中稳定性良好,可实现顶底柱的安全高效回采,对同类矿山具有较好的适用性。     

分层尾砂充填法采场顶底柱回采试验研究

凤凰山铜矿分层尾砂充填法采场顶底柱属采矿体，针对其开采的特殊性，应用概率理论的可靠性分析方法，对顶底柱回采的稳定性进行了失稳概率的研究。采用联合支护系统的分区回采方案，实现了顶底柱的安全回采，可供该矿及类似矿山推广应用。     

基于FLAC~(3D)下向进路采场参数优化

为获得最优采场参数,应用数值模拟软件FLAC~(3D)对不同进路采场结构参数进行计算,分析不同参数的进路在开挖过程中位移和应力变化特征,获得不同方案进路开采位移和应力随进路宽度和高度的变化曲线,选出最优的进路参数。结果表明:进路宽度的变化对采场顶板的稳定性较进路高度明显,进路宽度达到4.0 m时采场顶板的最大拉应力超出了其自身极限抗拉强度,最大位移量达43 mm,顶板在开挖后自身稳定性较差。综合考虑三山岛金矿新立矿区生产能力和安全性,建议矿山选择进路宽度为3.5 m,高度为3.0 m。     

毛坪铅锌矿水平矿柱形成与回采方法试验研究及应用

毛坪铅锌矿采用下向水平分层矩形进路式胶结充填采矿法,在多中段同时回采条件下,随着开挖深度的增加,将会出现760中段和720中段2个水平矿柱。水平矿柱何时形成与破坏,以及如何在保证开采安全的前提下最大限度地回收矿柱,是矿山目前遇到的难题。采用Flac3D数值模拟软件,分析了矩形进路采场结构条件下水平矿柱形成与破坏过程,得出当720中段未开挖矿体厚度为24 m时,水平矿柱形成;厚度减小为21 m时,水平矿柱完全被破坏。然后模拟分析采用六边形进路开采过程,最终提出毛坪铅锌矿应用下向水平分层六边形进路式胶结充填采矿法能够保证水平矿柱回采过程稳定,最大程度回收水平矿柱资源,为矿山生产提供指导。     

分段崩落法回采顺序对进路受力状态影响分析

某金矿主要开采 7-2# 矿脉,矿体及围岩节理裂隙发育,且矿体赋存深度超过 500m,在较大地应力条件下围岩受采动影响极易冒落。该矿浅部资源采用干式嗣后充填采矿法时岩层不易控制,且留设矿柱造成高品位矿石损失率较高,冒落的围岩混入矿石中使贫化率居高不下。为解决上述问题,在开采深部资源时变更为进路式无底柱分段崩落法开采,而不同进路的回采顺序对与之相邻的回采进路受力状态影响较大,为提高进路内凿岩、出矿作业的安全性,需深入分析回采顺序与进路稳定性之间的关系。结合实际,本文提出了 5 种进路回采顺序,并通过 FLAC3D 数值模拟对各回采顺序条件下进路的受力进行了分析,结果表明采用双翼阶梯式回采方式,进路周边围岩应力分布较为均匀,回采进路一定时期内能够保持稳定,可大幅提高进路内作业安全性。     

嗣后充填法矿柱稳定性分析

以罗河铁矿为工程实例,采用力学理论与正交敏感性极差分析相结合的方法,对影响矿柱稳定性因素进行了敏感性极差分析,得出了矿柱矿房宽度对矿柱稳定性影响最大,上覆岩层高度、抗压强度及矿柱高度次之,随后运用数学回归分析法,对影响矿柱稳定性的不同因素进行了线性回归,并对回归系数进行了MATLAB残差验证分析,得出了不同因素综合作用下的矿柱稳定性数学预测模型,定量分析了不同条件下的矿柱稳定性,最后分析得出了罗河铁矿嗣后充填回采的矿柱安全宽度为17m左右。     

赤峰柴胡栏子金矿非胶结废岩充填体下残矿资源安全回采技术优化

柴胡栏子金矿上部矿床采用浅孔留矿采矿法开采过程中存在的大量间柱和顶底柱残矿，具有极高的经济价值，为了进一步提高残矿资源利用率，结合矿山开采技术条件，提出4种残矿资源整体开采技术方案，并基于ABAQUS数值模拟软件，建立对应的数值模拟模型，其尺寸走向方向420 m,竖直方向616 m,高160 m;围岩宽50 m,得到不同方案的矿柱回收率、位移场和地表沉降规律。通过对比分析，最终确定最优回采技术方案为横竖条状均匀支撑矿柱回采方案。研究结果表明：在实际生产中，采用该方案回收非胶结废岩充填体下残矿资源可以在安全开采的情况下实现经济效益的最大化。     

不同开采深度取消矿柱的分界深度模拟分析

三山岛金矿是中国第一个滨海开采的大型蚀变岩型金矿床,其直属矿区水文地质条件复杂。三山岛金矿直属矿区一直沿用点柱式上向水平分层充填采矿法开采,该采矿法开采时预留了采场间柱、采场顶底柱、采场矿石点柱、上盘护顶矿等,由此造成的分层损失超过13%,总损失率高达23.1%,为解决三山岛金矿直属矿区矿体安全回采的技术难题,需研究取消矿柱的合理位置。通过不同开采深度的分界高度模拟,进行了不同分界深度地表沉降、等效应力对比、弹塑性应变对比、采场竖向变形分析。研究结果显示,当开采深度小于2 400 m时,分界高度取-510 m比较适宜。     

下向进路充填采矿法在嵩县山金的应用

针对嵩县山金M1构造蚀变破碎带内矿岩较破碎且稳固性差,矿体与破碎带交错分布的开采技术难题,开展了下向进路充填采矿法试验研究。通过在人工假顶下自上而下分层进路式回采接顶充填,保证了构造蚀变破碎带内矿体回采的安全性。将盘区划分为2个采区、4个分段,采用下盘脉外盘区斜坡道-分段运输平巷采准方式,每一分段3条分层联络道交错布置;在分段内自上而下沿走向进路逐层回采,每一分层回采均在C料尾砂人工假顶下作业,采场采用铲运机出矿。现场应用表明:下向进路充填采矿法保证了矿体安全回采,减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率,得到了盘区生产能力180 t/d、采矿损失率4.9%、矿石贫化率4.6%的良好技术经济指标。     

某铜矿胶结充填体的强度值设计

通过经验类比法和理论模型法对福建某铜矿的胶结充填体进行强度值设计.对比各方法下的设计强度值,结合该铜矿深部X₁号矿体的赋存条件,最终确定福建某铜矿深部X₁号矿体充填开采的充填体所需强度设计方案为:长形顶底部为1.93 MPa,中部为1.53 MPa;方形顶底部为2.67 MPa,中部为2.12 MPa.      

低品位急倾斜中厚以下矿体采矿方法优选

获各琦铜矿5勘探线以西铅锌矿体位于铜矿体下盘,受上盘铜矿体回采及充填水的影响,矿体完整性受到严重破坏,矿岩稳固性大大降低,同时矿石品位较低,回采难度大。经技术经济对比分析,推荐采用点柱式上向水平分层充填采矿法回采该范围内中厚以下矿体,采场生产能力250 t/d,采矿损失率16%,矿石贫化率8%~10%,采矿成本84.43元/t。以该矿1630中段为例,采用点柱式上向水平分层充填采矿法能创造利润总额2 709.45万元。     

急倾斜中厚矿体长矿房连续开采干式充填采矿法

露天转地下急倾斜中厚矿体目前主要采用空场法、崩落法和尾砂胶结充填法进行开采，然而一些特殊区域不能采用尾砂进行充填，为了提高回采效率，需结合矿山地质条件研究与之相适应的采矿方法。针对青龙沟采区北矿段露天转地下急倾斜中厚矿体，依据矿岩体工程地质条件及其稳固程度，结合矿山现有采矿装备与充填条件，在阶段空场法分段凿岩、落矿的基础上，提出了长矿房连续开采干式充填采矿方法。依据矿体形态划分阶段，在首采阶段最下分层开掘凿岩巷道，上一分层预控顶为下一分层开采提供凿岩巷道；采用中深孔连续落矿的同时，利用废石等对采空区进行干式充填。该采矿方法简化了矿块开拓设计，大大减少了采准、切割工程量，缩短了采准、切割时间；通过采用连续开采减少矿柱留设，提高矿石回采量；采用干式充填体控制采场地压。在青龙沟采区北矿段现场进行的工业试验表明：对急倾斜中厚矿体采用长矿房连续开采干式充填采矿法实现了高强度和大规模集中开采，提高了矿块的回采率，降低了矿产资源损失量。     

九西矿区复杂难采矿体回采优化与实践

九西矿区矿体开采受到产状和胶结程度差的上盘破碎带的影响,破碎带垮塌堵塞中深孔分段崩落法采场爆破通道和爆破补偿空间,造成无法放炮崩矿,且二次贫化严重。为解决这一问题,选择720中段已有采准、切割工程的10线E采场进行回采优化试验。优化设计仍用中深孔分段崩落法,利用原凿岩平巷和扇形孔。考虑到原切割槽与采空区贯穿,难以避开破碎带,为防止破碎带再次影响回采,暂留3．6m宽间柱将原切割槽内的废石隔离;在矿体南帮预留2m宽矿柱隔离破碎带,防止破碎带坍塌;在顶板预留4m厚顶柱隔离原全面法采空区,即所谓“三面合围”法,用矿柱将采场上、西、南进行隔离。实践证明,“三面合围”法预留矿柱,起到了隔离破碎带（或采空区）的作用,回收了矿产资源,降低了矿石贫化率和损失率。     

城市地下矿山采矿方法的数值与熵权耦合优选

在保证安全生产的前提下，高效开发已成为城市地下矿山资源开发利用的重要模式。安徽省琅琊山铜矿是典型的城市地下矿山，在其开发利用过程中必须避免因开采引起的地面沉陷和建（构）筑物坍塌等危险事故。以矿山采矿方法优化为目标，提出了上向水平分层充填采矿法、二步骤空场嗣后充填采矿法和上向高分层充填采矿法3种方案，建立了3种方案的矿体三维数值计算模型。对琅琊山铜矿-365 m至-245 m中段，采用FLAC^3D软件模拟沿矿体走向布置采场条件下的采场稳定性，并综合采矿技术经济指标实现了3种方案的熵权法优选。研究结果表明：（1）通过对3种采矿方案的12个监测点变形数据进行分析可知，各监测点地表沉降位移和水平位移受矿体分布规律的影响呈U型分布，变形最大值达到25 mm；（2）计算得到的位移倾斜、曲率和水平变形最大值分别为0.099 mm/m、0.17×10^-3 ·m^-1、0.0248 mm/m，满足安全要求；（3）利用计算得到的变形指标和技术经济指标，在熵权法模型中得到了3种不同方案的综合评价指标值，评判结果表明方案三为最优方案。数值模拟与熵权评价的耦合运用可以对客观数据与模糊评价进行融合处理，从而对不同采矿方法进行了科学、合理的综合评判，为城市地下矿山综合评价提出了新思路与新方向。     

大新锰矿复杂空区群三维数值模型构建方法及胶结充填治理研究

矿山岩土工程数值分析中研究复杂空区群三维数值模型构建方法对空区治理具有现实意义。为精确分析矿山地下工程围岩移动和应力变化规律，特别是不同采矿方法形成的复杂空区的稳定性和矿柱应力变化，提出了3DMine-Surfer-Rhino-ANSYS-FLAC3D多软件联合建模方法，解决了复杂空区群三维数值模型构建和大数量小尺寸矿房矿柱网格剖分问题。以广西大新锰矿矿体开采为案例，构建了留矿法与房柱法形成的采空区的三维数值模型，模拟分析空区的稳定性和决策胶结充填治理方案。研究结果表明：（1）大新锰矿留矿法开采的空区部分顶柱有垮落风险；（2）房柱法开采的空区部分矿柱变形大，有塑性破坏；（3）对于胶结充填留矿法的空区，隔一充一充填方案治理效果更好，在治理初期地表沉降更小。     

中厚矿体人工底柱设计施工经验及技巧

中厚矿体所施工的钢筋混凝土人工底柱,尤其在空场采矿法中使用,它所承受的压力主要来自崩落散体矿石或充填废石,只要按设计要求与施工方法进行实施,一定能够达到满意的效果.总结了多年来在中厚矿体使用人工底柱的经验,介绍了的钢筋混凝土人工底柱的施工方法.     

三山岛金矿无架腿支护技术研究与应用

三山岛金矿西山矿区自1989年投产至今已有27年历史,受价格和品位波动的影响,黄金价格低迷时,部分赋存条件复杂的矿体未能及时回采,因此矿区内存在较多的高品位人工假底下矿体。人工假底下矿体的开采面临着上覆充填体强度较低、围岩条件复杂和资源难以回收等技术难题。通过理论分析、现场工业试验等手段,对三山岛金矿西山矿区内回采人工假底下矿体的支护技术进行分析研究,为确定高品位人工假底下矿体回采支护方案提供科学依据。在S10190采场创新采用无架腿支护技术支护顶板,成功回采金矿3 000余吨,避免非人为故意因素情况下偶然性刮倒、碰倒钢支架情况的发生,大幅减少工字钢和木料等采联及通道支护材料的使用量。该技术可以提升机械化作业效率,从而达到提高采场回采效率的目的,具有良好的经济效益和社会效益。     

房柱法深部开采人工矿柱合理宽度设计

针对埋藏深度较大,走向较短的水平或缓倾斜贵重金属矿体,通常采用胶结充填人工矿柱代替原生矿柱的房柱法开采.通过对胶结充填人工矿柱的力学性能分析,了解其受力变化特征.根据普氏理论计算塑性区内岩层重量,运用胶结充填人工矿柱强度理论,计算胶结充填人工矿柱合理宽度,对采矿设计和生产实际具有指导意义.